Номер 1, страница 58 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 2. Механические свойства жидкостей, газов и твёрдых тел. Параграф 14. Плавание судов. Воздухоплавание. Вопросы для самопроверки - номер 1, страница 58.

Условие.

1. На чём основано плавание судов?

Решение.

1. На чём основано плавание судов?

Плавание судов основано на фундаментальном физическом принципе — законе Архимеда. Этот закон гласит, что на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила (называемая силой Архимеда), которая направлена вертикально вверх и по величине равна весу жидкости, вытесненной этим телом.

На любое судно, находящееся на воде, действуют две основные силы:

1. Сила тяжести ($F_т$). Она направлена вертикально вниз и равна произведению массы судна ($\text{m}$) на ускорение свободного падения ($\text{g}$): $F_т = mg$.
2. Архимедова (выталкивающая) сила ($F_А$). Она направлена вертикально вверх и равна весу воды, вытесненной подводной частью судна. Её можно рассчитать по формуле: $F_А = \rho_{воды} \cdot g \cdot V_{пч}$, где $\rho_{воды}$ — плотность воды, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, а $V_{пч}$ — объём погружённой в воду части судна.

Условием плавания тела (судна) является равновесие этих двух сил. Судно будет плавать на определённой глубине, если выталкивающая сила станет равной силе тяжести:

$F_А = F_т$

или

$\rho_{воды} \cdot g \cdot V_{пч} = mg$

Несмотря на то что корабли строят из материалов, плотность которых значительно выше плотности воды (например, сталь), они не тонут благодаря своей конструкции. Корпус судна имеет большой внутренний объем, который по большей части заполнен воздухом. Из-за этого средняя плотность всего судна (его общая масса, делённая на полный объём, ограниченный наружной обшивкой) оказывается меньше плотности воды.

Когда судно спускают на воду, оно погружается до тех пор, пока вес вытесненной им воды не сравняется с его собственным весом. Глубина, на которую судно погружается в воду, называется осадкой. Вес воды, вытесняемой судном, называется его водоизмещением. По сути, водоизмещение судна равно его весу.

Если на судно принять груз, его масса увеличится, и оно погрузится глубже (осадка увеличится), чтобы вытеснить больше воды и тем самым увеличить выталкивающую силу до нового значения, равного новому весу. При разгрузке судна происходит обратный процесс.

Ответ: Плавание судов основано на законе Архимеда. Судно плавает, так как выталкивающая сила, действующая на него со стороны воды и равная весу вытесненной им воды, уравновешивает силу тяжести, действующую на судно с грузом.